-
Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels für Holzwerkstoffe durch
Vermischen von Sulfitablauge mit alkalischen Phenolharzen Die Erfindlmg betrifft
ein Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels für fIolzwerkstoffe durch Vermischen
von Sulfitablauge mit alkalischen Phenoplasten.
-
Aus der OS 2 122 817 ist es bekannt, Sulfitablauge in Verbindung mit
Phenoplasten als Bindemittel für Holzwerkstoffe zu verwenden.
-
Die Verwendung von alkalischen Phenolharzen in Kombination mit Sulfitablauge
ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, da sich diese mit Sulfitablauge nicht mischen
lassen. Dies liegt an dem zu hohen Gehalt von Erdalkaliionen wie Calcium, Magnesium
und ggfs. Schwermetallionen. Die Rihimumg muß in diesem Fall mit Sulfitablauge und
Phenolharz jeweils getrennt vorgenommen werden, was einen zusätzlichen Arbeitsgang
bedeutet.
-
Ziel der Erfindung ist es, die Vermischbarkeit von Sulfitablauge mit
alkalischen Phenolharzen zu ermöglichen, so daß diese Mischung als Bindemittel bei
der Herstellung von Holzwerkstoffen ohne diesen zusätzlichen Arbeitsgang eingesetzt
werden kann.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die in der
Sulfitablauge vorhandenen Erdalkali- und ggfs. Schwermetallionen in bekannter Weise
von der Sulfitablauge bis -auf einen nicht mehr störenden Rest entfernt werden und
die Sulfitablauge auf einen pH-Wert von 7 bis 13, vorzugsweise 9 bis 12, eingestellt
wird, bevor sie mit dem alkalischen Phenolharz (Typ Resol) vermischt wird.
-
Dies erfolgt beispielsweise durch Zugabe von Salzen, wie z.B.
-
Natriumcarbonat bzw. Ammoniumcarbonat, die mit den ill der ,ql3lfitablauge
vorhandenen Erdalkali- und Schwermetallionen einen Niederschlag bilden, wobei sich
an Stelle des hrdalkalisalzes der Ligninsulfonsäure das Natrium- bzw. das Aminoniumsalz
bildet. Das Entfernen von Erdalkaliionen kann auch durch andere bekannte Methoden-wie
z.B. Elektrodialyse vorgenommen werden.
-
Andere Schwermetalle wie z.B. Eisen müssen auch ggfs. ausgeschieden
werden. Erst nach hinreichendem Entzug dieser Metallionen ist eine einwandfreie
Vermischung mit den Phenolharzen des Typs Resol erreichbar.
-
Zum Erreichen einer genügend geringen Dickenquellung sowie einer möglichst
hohen Quer2ugfestigkeit wird die Bindemittelflotte entgegen dem bekannten Verfahren
auf einen pH-Wert von 7 bis 13, vorzugsweise zwischen 9 und 12 eingestellt. Dies
kann mit Hilfe von Natriunhydroxid oder anderen Alkalihydroxiden wie z.B.
-
Ammoniumhydroxid bzw. Kaliumhydroxid erfolgen. Dem Bindemittelgemisch
aus Sulfitablauge und Phenolharz kann auch gegebenenfalls ein technischer Härter
und/Oder andere formaldehydabspaltende Stoffe beigegeben werden.
-
Durch Verwendung von so vorbereiteter Sulfitablauge in Kombination
mit alkalischen Phenolharzen (Typ Resol) bei der Herstellung von Holzwerkstoffen
ergeben sich folgende Vorteile: Die Abwesenheit von Erdalkali- und Schwermetallsalzen
wirkt sich auf die physikalisch-technologischen Eigenschaften der hergestellten
holzwerkstoffe, insbesondere auf die Dickenquellung, positiv aus, vorausgesetzt,
daß der pH-Wert richtig eingestellt wurde. Je weniger Erdalkali- und Schwermetallionen
in der Sulfitablauge vorhanden sind, desto mehr alkalisches Ühenolharz kann durch
Sulfitablauge ersetzt werden.
-
Der weitaus größte Vorteil gegenüber den bekannten Verfahren liegt
aber darin, daß die erforderliche Temperatur in Plattenmitte bis auf etwa 105 0C
herabgesetzt werden kann. Je weniger
]frdalkeli- und Schwermetallionen
in der Sulfitablauge vorhanden sind, desto niedriger ist nämlich auch die Aushärtunestemperatur
der Bindemittelinischung. Eine restlose Verdampfung des in dem Holzwerkstoff befindlichen
Wassers ist daher nicht notwendig Bin mit dieser Bindemittelmischung hergestellter
Holzwerkstoff kann auf herkörnmlichen Pressen mit den heute üblichen Temperaturen
und Preßzeiten hergestellt werden. Die sonst erforderliche zusätzliche Hochfrequenzerwärmung
kann entfallen.
-
Die nachstehenden Beispiele dienen dem Verständnis des beansDruchten
Verfahrens und der damit erreichten Vorteile.
-
Beisiel 1: Holzspäne von 0,2 mm Dicke wurden mit 9 % (Feststoff bezogen
auf atro Holz) Phenol-Formaldehydharz (Novogen P 40 der Firma Texaco) und einer
Härtermenge von 5 % (Feststoff bezogen auf den Feststoffanteil der Leimflotte) (Härter
III der Firma Texaco) gedüst. Die so behandelten Späne wurden zu einem Vlies gestreut,
vorgepreßt bei 1,5 kp/cm2 und in einer hydraulischen Presse bei 1900C Heizplatten-Temperatur
fertig gepreßt. Der maximale Preßdruck beträgt 35 kp/cm2, die Preßschließzeit ca.
-
50 sec. und die Gesamtpreßzeit 6 Minuten. Die so erhaltene Spanplatte
hat eine Dicke von 20 mm, ein Raumgewicht um 700 kg/m3, eine Biegefestigkeit von
300 kp/cm2, eine Querzugfestigkeit von 10,6 kp/cm2 und eine Kochfestigkeit (V 100-Wert)
von 3,7 kp/cm2.
-
Die Dickenquellung der Platte beträgt 12,8 % bzw. 14,9 - nach 2- bzw.
24-stündiger Wasserlagerun bei 20°C.
-
Beispiel 2: Holzspäne der Art in Beispiel 1 wurden mit 9 % (Feststoff
bezogen auf atro Holz) eines Gemisches aus Sulfitablauge (pli-Wert 9) und Phenolharz
(Novogen P 40 der Firma Texaco) im Verhältnis 1 : 3 beleimt. Die Sulfitablauge wurde
vor der Abmischung mit dem Phenolharz durch Umsalzen von den störenden Erdalkali-
und Schwermetallionen befreit. Dem Bindemittelgemisch wurden vor der Beleimung 5
% eines Härters (Feststoff bez ogen auf den
Feststoffanteil der
Leimflotte) (Harter III der Firma Texaco) beigegeben. Die so behandelten Späne wurden
zu einem Vlies gestreut und wie in Beispiel 1 fertig gepreßt. Die so hergestellte
Spanplatte hat eine Dicke von 20 mm, ein Raumgewicht um 700 kg/m3, eine Biegefestigkeit
von 300 kp/cm2, eine Querzufestigkeit von 10,7 kp/cm2 und eine Kochfestigkeit von
3,7 kp/cm2. Die Dickenquellung der Platten beträgt 13,2 bzw.
-
15,0 nach 2- bzw. 24-stündiger Wasserlagerung bei 20°C.
-
Beispiel 3.
-
Eine 3-schichtige Spanplatte wurde wie folgt hergestellt: Für die
Mittelschicht kamen Kiefernholz-Schneidspäne mit einer Dicke von 0,2 mm zur Verwendung,
für die Deckschicht wurden diese Späne mit einer Schlagkreuzmühle nachzerkleinert.
Die Späne der Mittelschicht wurden mit 8 $ (Feststoff bezogen auf atro Holz) Phenolharz
(Kauresin 250 flüssig der Firma BASF) beleimt, während für die Beleimung der Deckschichtspäne
12 °S (Feststoffanteil bezogen auf atro Holz) Phenolharz (Kauresin 250 flüssig der
Firma BASF) verwendet wurden. Nach dem Beleimen wurden die Späne zu einem Vlies
mit grober Mittelschicht und Feindeckschichten gestreut und wie in Beispiel 1 gepreßt
mit dem Unterschied, daß die Preßzeit auf 7 Minuten verlängert wurde. Die hergestellte
Spanplatte hat eine Dicke von 20 mm, ein Raumgewicht um 700 kg/m3, eine Querzugfestigkeit
von 9,8 kp/cm2, eine Biegefestigkeit von 286 kp/cm2 und eine Kochfestigkeit von
3,7 kp/cm2 (V 100-Wert). Die Dickenquellung beträgt 14,1 % bzw. 15,7 % nach 2- bzw.
24-stündiger Wasserlagerung bei 200C.
-
Beispiel 4: Eine 3-schichtige Spanplatte wurde wie im Beispiel 3 hergestellt.
Die Beleimung der Mittelschicht erfolgte mit 8 % (Feststoff bezogen auf atro Holz)
Phenol-Formaldehydharz (Kauresin 250 flüssig der BASF), während für die Beleimung
der Deckschicht eine Mischung aus 8 ,0 (Feststoff bezogen auf atro Holz) Phenolharz
(Kauresin 250 flüssig der Firma BASF) und 4 °/0 (Feststoff bezogen auf atro Holz)
Sulfitablauge, wobei
die Sulfitablauge wie im Beispiel 2 vor der
Abmischung mit dem Phenolharz von den Erdalkali- und Schwermetallionen befreit und
der pli-Wert auf 9 eingestellt wurde. Die Herstellung der Paltte erfolgte wie in
Beispiel 3 erwähnt. Die erhaltene Platte hat eine Dicke von 20 mm, ein Raumgewicht
um 700 kg/m3, eine Querzugfestigkeit von 9,8 kp/cm2, eine Biegefestigkeit von 286
kp/cm2, eine Kochfestigkeit von 3,8 kp/cm2 (V 100-Wert).
-
Die Dickenquellung beträgt 14,5 bzw. 15,5 bei 2- bzw. 24-stündiger
Wasserlagerung bei 20°C.